微波介質(zhì)陶瓷的發(fā)展趨勢(shì)與研究進(jìn)展

微波介質(zhì)陶瓷是近二十多年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型的功能陶瓷材料，是指應(yīng)用于微波頻率(主要是300MHz～300GHz頻段)電路中作為介質(zhì)材料并完成一種或多種功能的陶瓷材料，無(wú)論在民用還是軍用領(lǐng)域都有重要地位。目前主要應(yīng)用于微波諧振器、濾波器與振蕩器，微波電路中的絕緣基片材料，和高性能陶瓷基微波板材,具有系列化介電常數(shù)、低介電損耗、溫度系數(shù)小等優(yōu)良性能。

評(píng)價(jià)微波介質(zhì)陶瓷介電性能的參數(shù)主要有３個(gè)，相對(duì)介電常數(shù)(εr)、品質(zhì)因數(shù)(Ｑ·ｆ)及諧振頻率溫度系數(shù)(τf)。應(yīng)用于微波電路的介質(zhì)陶瓷，除了必備的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性及經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性外，應(yīng)滿(mǎn)足如下介電特性的要求：(1)在微波頻率下材料相對(duì)介電常數(shù)εr系列化，高εr利于器件小型化；中εr主要應(yīng)用于基站和衛(wèi)星通訊；低εr主要應(yīng)用于毫米波器件和基板。(2)在微波頻率下的介電損耗tanδ應(yīng)很小，即介質(zhì)的品質(zhì)因子Ｑ·ｆ(＝1/tanδu)要高，以保證優(yōu)良的選頻特性和降低器件在高頻下的插入損耗。(3)接近于零的頻率溫度系數(shù)τf。材料的諧振頻率溫度系數(shù)τf是用來(lái)衡量諧振器諧振頻率溫度穩(wěn)定性的一個(gè)參數(shù)，τf越大，則表明器件的中心頻率隨溫度的變化而產(chǎn)生的漂移越大，將無(wú)法保證器件在溫度變化著的環(huán)境中工作的高穩(wěn)定性。

因此，桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院方亮教授認(rèn)為，若要大力發(fā)展5G/6G通信，未來(lái)對(duì)微波介質(zhì)陶瓷的研究應(yīng)圍繞以下重點(diǎn)展開(kāi)：

①進(jìn)一步提高材料微波介電性能，尤其是研發(fā)低介電損耗的超低介電常數(shù)（εr<20）以及高介電常數(shù)（εr=60~120）的材料；

②發(fā)展LTCC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多層共燒以實(shí)現(xiàn)器件小型化和集成化；

③從本征因素和非本征因素角度研究微波介質(zhì)陶瓷的Ｑ·ｆ及τf的影響機(jī)制；

④響應(yīng)5G/6G技術(shù)發(fā)展對(duì)上游材料及元器件的新需求，研發(fā)合適的材料體系，積累生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控。

審核編輯 ：李倩